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Die Erfindung betrifft eine Scheibenanordnung mit einstellbarer axialer Dicke, mit einem ersten Scheibenkörper, mit einem zweiten Scheibenkörper, wobei der erste und der zweite Scheibenkörper jeweils auf einer axialen Stirnseite als Anlagestirnseite mindestens einen in Umlaufrichtung verlaufenden Rampenabschnitt aufweisen, wobei die Scheibenkörper mit den Anlagestirnseiten aneinander liegen und wobei durch eine Relativverdrehung der zwei Scheibenkörper die axiale Dicke der Scheibenanordnung eingestellt werden kann, wobei der erste Scheibenkörper einen Verzahnungsabschnitt und der zweite Scheibenkörper eine Rasteinrichtung zum lösbaren Eingriff in den Verzahnungsabschnitt des ersten Scheibenkörpers aufweist. Die Erfindung betrifft auch eine Schaltanordnung für ein Fahrzeug mit der Scheibenanordnung.
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Bei der Montage von Komponenten z.B. in Getrieben sind die für die Komponenten vorgegebenen Toleranzen einzuhalten. Um die Toleranzvorgaben zu erfüllen, können zum einen die Komponenten sowie die aufnehmende Umgebungskonstruktion entsprechend toleranzarm hergestellt sein. Allerdings ist eine derartige toleranzarme Herstellung oftmals mit hohen Herstellungskosten verbunden. Außerdem können sich Toleranzketten in den Baugruppen ergeben, sodass durch eine Addition von einer Mehrzahl von Maximaltoleranzen eine unzulässige Gesamttoleranz vorliegen kann.
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Vor diesem Hintergrund ist es durchaus üblich, Einrichtungen zum Einstellen der Toleranzen zu verwenden. So ist es beispielsweise bekannt, Beilegscheiben mit definierter axialer Dicke aus einem Satz Beilegscheiben entsprechend der individuell vorliegenden Toleranz auszuwählen und einzubauen. Dieses Vorgehen hat jedoch den Nachteil, dass bei einer Montage der Komponenten die Toleranz zunächst ausgemessen werden muss, nachfolgend die passende Beilegscheibe ausgewählt und eingebaut werden muss.
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Ein anderer Weg wird beispielsweise in der Druckschrift
EP 513697 A2 beschritten, die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. In dieser Druckschrift wird eine Abstandsscheibe veränderlicher Dicke vorgeschlagen, welche aus einem Paar von Einstellringen besteht, die mit zueinander komplementären, zwei oder mehrere konzentrische Steigungsflächen mit einem bestimmten Steigungswinkel aufweisenden Innenflächen aufeinander liegen, wobei der eine Einstellring über an einem Innenoder Außenumfang ausgebildete Verzahnung relativ hierzu verdrehbar und hierdurch das gesamte Axialmaß stufenlos veränderbar ist. Es wird zudem vorgeschlagen, dass an einem Einstellring eine Rastzunge mit an- oder eingeformt ist, die mit der Verzahnung des anderen Einstellrings die relativ verdrehte Lage festlegend zusammenwirkt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Scheibenanordnung mit einstellbarer axialer Dicke vorzuschlagen, welche betriebssicher und zudem besonders bevorzugt kostengünstig herstellbar ist. Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Schaltanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Im Rahmen der Erfindung wird eine Scheibenanordnung vorgeschlagen, welche eine einstellbare axiale Dicke aufweist. Die Scheibenanordnung weist eine flächige Erstreckung auf, wobei die axiale Dicke in Bezug auf eine Normale oder Senkrechte zu der flächigen Erstreckung ausgerichtet ist. Der Einstellweg der axialen Dicke beträgt bevorzugt mindestens 0,1 mm, insbesondere mindestens 0,25 mm. Somit ist die Scheibenanordnung von einer minimalen axialen Dicke zu einer maximalen axialen Dicke verstellbar, wobei sich deren Breite in axialer Erstreckung als die axiale Dicke um den Einstellweg ändern kann.
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Die Scheibenanordnung weist einen ersten und einen zweiten Scheibenkörper auf. Prinzipiell können die Scheibenkörper in ihrer Grundfläche und/oder in einer Draufsicht in axialer Richtung beliebig ausgebildet sein, es ist jedoch bevorzugt, dass diese in der Grundform kreisrund realisiert sind. Jeder der Scheibenkörper weist eine axiale Stirnseite als Anlagestirnseite auf. Die beiden Scheibenkörper liegen mit ihren Anlagestirnseiten aneinander an. Auf der Anlagestirnseite weisen die Scheibenkörper jeweils mindestens einen in Umlaufrichtung verlaufenden Rampenabschnitt, insbesondere eine Helix auf. Die Rampenabschnitte der beiden Scheibenkörper sind so gewählt, dass durch die Relativverdrehung der zwei Scheibenkörper und damit der Relativverdrehung der Rampenabschnitte zueinander die axiale Dicke der Scheibenanordnung eingestellt werden kann.
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Zur Sicherung der eingestellten axialen Dicke weist der erste Scheibenkörper einen Verzahnungsabschnitt und der zweite Scheibenkörper eine Rasteinrichtung zum lösbaren Eingriff in den Verzahnungsabschnitt des ersten Scheibenkörpers auf. Sobald die Rasteinrichtung in einem Rastzustand in den Verzahnungsabschnitt eingerastet ist, ist eine Relativverdrehung zwischen dem ersten Scheibenkörper und dem zweiten Scheibenkörper in mindestens eine Umlaufrichtung gesichert, insbesondere gesperrt, die zu einer Verringerung der axialen Dicke der Scheibenanordnung führen würde. Allerdings ist es möglich, die Rasteinrichtung zu lösen und dadurch in einen Freigabezustand zu überführen und dadurch eine Verringerung der axialen Dicke der Scheibenanordnung einzustellen.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der zweite Scheibenkörper einen Verzahnungsabschnitt und der erste Scheibenkörper eine Rasteinrichtung zum lösbaren Eingriff in den Verzahnungsabschnitt des zweiten Scheibenkörpers aufweist. Somit ergibt sich ein wechselseitiger Eingriff der beiden Scheibenkörper zueinander. Insbesondere ist die Rasteinrichtung des ersten Scheibenkörpers im Zusammenspiel mit dem Verzahnungsabschnitt des zweiten Scheibenkörpers ebenfalls so ausgebildet, dass diese in dem Rastzustand bei einer Relativverdrehung zur Verringerung der axialen Dicke der Scheibenanordnung sperren.
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Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass durch die doppelte Sicherung der Relativlage der beiden Scheibenkörper durch die zwei Rasteinrichtungen und die zwei Verzahnungsabschnitte eine erhöhte Verdrehsicherheit erreicht wird, so dass die Sicherung der eingestellten axialen Dicke verbessert ist und damit eine verbesserte Betriebssicherheit gegeben ist. Diese funktionale Verbesserung wird – wie nachfolgend noch ausgeführt wird – jedoch nicht durch eine Erhöhung der Fertigungskosten erkauft, sondern kann kostengünstig umgesetzt werden und kann zu weiteren Funktionsvorteilen führen.
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So ist es besonders bevorzugt, dass die Scheibenanordnung als eine selbsthaltende Baugruppe ausgebildet ist. Durch den wechselseitigen Eingriff der zwei Scheibenkörper über die zwei Rasteinrichtungen und die zwei Verzahnungsabschnitte können bei einer Erstmontage oder Vormontage die beiden Scheibenkörper so miteinander montiert werden, dass diese sich gegenseitig formschlüssig und/oder kraftschlüssig, insbesondere klemmend, halten.
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Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung der Erfindung ist mindestens einer der Verzahnungsabschnitte, vorzugsweise beide Verzahnungsabschnitte, als ein Stirnverzahnungsabschnitt ausgebildet. Insbesondere ist der Stirnverzahnungsabschnitt mit den Zähnen in radialer Richtung ausgerichtet und verläuft entlang des radial äußeren Umfangs des Scheibenkörpers. Besonders bevorzugt läuft der Verzahnungsabschnitt entlang eines Kreisbogens um einen Mittelpunkt des Scheibenkörpers. Bevorzugt weist mindestens eine der Rasteinrichtungen, vorzugsweise beide Rasteinrichtungen, ein in radialer Richtung auslenkbares Rastorgan zum Eingriff in den Verzahnungsabschnitt auf. Die radiale Richtung bezieht sich insbesondere auf den Kreisbogenabschnitt, in dessen Erstreckung der Verzahnungsabschnitt, insbesondere der Stirnverzahnungsabschnitt, angeordnet ist. Die radiale Richtung betrifft eine Richtung „nach außen“ und kann somit von einem Radialvektor zu dem Mittelpunkt auch um einen Winkel von bis zu +/–45 Grad abweichen.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist mindestens eine der Rasteinrichtungen, vorzugsweise beide Rasteinrichtungen, ein Betätigungsorgan auf. Das Betätigungsorgan setzt zwei Funktionen um: Zum einen bildet das Betätigungsorgan eine mechanische Schnittstelle zur Verdrehung des Scheibenkörpers; zum anderen wird durch das Betätigungsorgan die Rasteinrichtung gelöst, insbesondere von dem Rastzustand in den Freigabezustand überführt. Die Rasteinrichtung ist konstruktiv so aufgebaut und an dem Scheibenkörper angeordnet, dass bei einer Betätigung des Betätigungsorgans zum Verdrehen des Scheibenkörpers in eine Freigaberichtung des Scheibenkörpers zugleich die Rasteinrichtung gelöst wird. Bei einer Verdrehung des Scheibenkörpers in die Freigaberichtung wird durch die relative Verdrehung der beiden Scheibenkörper zueinander die axiale Dicke der Scheibenanordnung erhöht. Dagegen ist es bevorzugt, dass bei einer Betätigung des Scheibenkörpers in Sperrrichtung, also in eine Gegenrichtung zu der Freigaberichtung, die Rasteinrichtung sperrt oder sogar verriegelt. Durch diese konstruktive Ausgestaltung wird erreicht, dass das Betätigungsorgan zur Vergrößerung der axialen Dicke einfach bedient werden kann, eine Verkleinerung der axialen Dicke jedoch gesperrt wird. Diese Ausgestaltung hat den Hintergrund, dass es bei der Anordnung der Scheibenanordnung in einer Baugruppe zu einer axialen Belastung der Scheibenanordnung kommt, die die Scheibenanordnung dazu drängt, die axiale Dicke zu verringern. Dies wird durch die Scheibenanordnung durch eine relative Verdrehung der Scheibenkörper umgesetzt, wobei die Scheibenkörper jeweils in Sperrrichtung gedreht werden müssten. Dies wird jedoch effektiv durch die Rasteinrichtung verhindert. Dagegen erfolgt eine Vergrößerung der axialen Dicke ausschließlich durch einen Bediener der Scheibenanordnung, wobei die entsprechende Drehrichtung in Umlaufrichtung als die Freigaberichtung ausgebildet ist.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist jede der Rasteinrichtungen ein Betätigungsorgan auf, wobei die Betätigungsorgane einen Zwischenwinkel zueinander einnehmen. Wenn die Scheibenanordnung auf eine minimale axiale Dicke eingestellt ist, ist der Zwischenwinkel kleiner als 120 Grad, vorzugsweise kleiner als 95 Grad, insbesondere gleich 90 Grad ausgebildet. Bei einer Verkleinerung des Zwischenwinkels wird die axiale Dicke der Scheibenanordnung vergrößert. Durch die Wahl des Zwischenwinkels wird erreicht, dass beide Betätigungsorgane beispielsweise mit Fingern einer Hand zeitgleich gegriffen werden können und durch ein Zusammenführen die korrekte axiale Dicke eingestellt werden kann. Alternativ ist vorgesehen, dass die Betätigungsorgane mit einer kalibrierten Zange gegriffen werden können, wobei die kalibrierte Zange ein gezieltes, kraftüberwachtes Einstellen des Zwischenwinkels und damit der axialen Dicke der Scheibenanordnung ermöglicht.
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In beiden Fällen ist die Scheibenanordnung einfach und insbesondere manuell zu bedienen.
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Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung sind die beiden Scheibenkörper als Kunststoffteile ausgebildet. Besonders bevorzugt sind diese als Kunststoffspritzgussteile realisiert. Die Herstellung der Scheibenkörper als Kunststoffteile, insbesondere Kunststoffspritzgussteile, ist besonders kostengünstig umzusetzen. In dieser Realisierung ist vorgesehen, dass der Verzahnungsabschnitt und/oder die Rasteinrichtung einen integralen Teil des Kunststoffteils bilden. Damit können Rasteinrichtung und Verzahnungsabschnitt zugleich mit der Herstellung des Scheibenkörpers gefertigt werden, sodass – wie eingangs bereits angedeutet – die Vorteile der Scheibenanordnung nicht durch eine Erhöhung der Herstellungskosten erkauft werden müssen.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist sogar vorgesehen, dass die beiden Scheibenkörper baugleich, insbesondere als Gleichteile, ausgebildet sind. Dadurch, dass jeder der Scheibenkörper einen Verzahnungsabschnitt und eine Rasteinrichtung aufweist, ist es möglich, die beiden Scheibenkörper als Gleichteile auszubilden. Dadurch kann bei der Herstellung ein einziges Werkzeug verwendet werden. Zudem ist es ausgeschlossen, dass eine Vertauschung der Scheibenkörper zu einer Fehlmontage führen könnte. Somit werden sämtliche Vorteile, wie diese zuvor beschrieben wurden, kostengünstig dadurch erreicht, dass die beiden Scheibenkörper baugleich ausgebildet sind.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für ein Fahrzeug mit einer Mehrzahl von Komponenten, wobei die Komponenten als ein Stapel auf einem gemeinsamen Bolzenabschnitt angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist in dem Stapel eine Scheibenanordnung, wie diese zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet. Durch die Scheibenanordnung ist es möglich, insbesondere durch Betätigung der Betätigungsorgane, ein axiales Spiel in dem Stapel durch Einstellen der axialen Dicke zu verringern. Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Rasteinrichtung bei der Betätigung des Betätigungsorgans in Freigaberichtung gelöst wird, da hierdurch erreicht wird, dass nur eine Verkleinerung des axialen Spiels, nicht jedoch eine Vorspannung durch die Scheibenanordnung aufgebaut werden kann. Zumindest kann keine Vorspannung aufgebaut werden, solange die Einstellung der axialen Dicke ausschließlich über die Betätigungsorgane erfolgt.
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Die Abstufung der Einstellung kann durch die Abstufung, insbesondere den Zahnabstand der Verzahnungsabschnitte eingestellt werden, sodass in Abhängigkeit der Anforderungen, insbesondere der Toleranzanforderungen, das Design der Scheibenanordnung angepasst werden kann.
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Beispielsweise ist die Schaltanordnung als eine Schaltbox ausgebildet, wobei in der Schaltbox mindestens zwei Schaltgabeln in einem Stapel angeordnet sind und durch einen Bolzenabschnitt gesichert sind. Die Schaltgabeln sind vorzugsweise in einer Richtung senkrecht zur Längserstreckung des Bolzenabschnitts verschiebbar angeordnet. Seitlich ist der Stapel durch zwei Wände der Schaltbox begrenzt. Durch eine Toleranzkette kommt es auch bei nachbearbeiteten Oberflächen dazu, dass die Maximaltoleranz in axialer Richtung ohne weitere Maßnahmen z.B. nicht weniger als 0,4 mm beträgt. Durch den Einsatz der Scheibenanordnung in dem Stapel kann erreicht werden, dass die Maximaltoleranz auf 0,07 mm reduziert werden kann. Für eine verliersichere Integration der Scheibenanordnung in die Schaltanordnung wird vorgeschlagen, dass die Scheibenanordnung eine zentrale Durchgangsöffnung aufweist, sodass die Scheibenanordnung auf den Bolzenabschnitt aufgereiht werden kann. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die Schaltgabeln Freibereiche auf, in denen die Betätigungsorgane angeordnet sind.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
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1 eine schematische dreidimensionale Darstellung in Draufsicht auf eine Schaltanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 eine schematische dreidimensionale Darstellung der Scheibenanordnung in der Schaltanordnung mit zusätzlicher Detaildarstellung in Bereich einer der Rasteinrichtungen;
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3a die Scheibenanordnung der 2 mit einer minimalen axialen Dicke in einem aufgeklappten Zustand,
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3b die Scheibenanordnung der 3a in einem zusammengeklappten Zustand,
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4a die Scheibenanordnung der 2 mit einer maximalen axialen Dicke in einem aufgeklappten Zustand,
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4b die Scheibenanordnung der 4a in einem zusammengeklappten Zustand.
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Die 1 zeigt in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung eine Schaltanordnung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Schaltanordnung 1 bildet beispielsweise einen Bestandteil eines Schaltgetriebes von einem Fahrzeug. Die Schaltanordnung 1 weist einen Grundkörper 2 auf, welcher beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung gefertigt ist. Der Grundkörper 2 umfasst zwei Anlagewände 3a, b, welche sich senkrecht zu einer Grundfläche des Grundkörpers 2 erstrecken. Zwischen den Anlagewänden 3a, b sind zwei Schaltgabeln 4a, b angeordnet, welche zwischen den Anlagewänden 3a, b einen Stapel 5 bilden. Ein Bolzenabschnitt 6 erstreckt sich zwischen den beiden Anlagewänden 3a, b und durchdringt die Schaltgabeln 4a, b. Die Schaltgabeln 4a, b sind relativ zu dem Grundkörper 2 und/oder relativ zu dem Bolzenabschnitt 6 in eine Verschieberichtung verschiebbar angeordnet.
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Zur Einstellung einer vorgebbaren Maximaltoleranz T des Stapels 5 als Spiel in axialer Richtung weist die Schaltanordnung 1 eine Scheibenanordnung 7 auf, welche zwischen den Schaltgabeln 4a, b angeordnet ist. Prinzipiell kann die Scheibenanordnung 7 an jeder axialen Position in Bezug auf den Bolzenabschnitt 6 zwischen den Anlagewänden 3a, b angeordnet sein. Die Scheibenanordnung 7 dient dazu, die Maximaltoleranz und/oder das Spiel auf einen Wert in diesem Beispiel kleiner oder gleich 0,07 mm einzustellen. Zwar liegen die Schaltgabeln 4a, b an den Anlagewänden 3a, b an, welche nachbearbeitete Anlageflächen aufweisen, auch die Schaltgabeln 4a, b sind als feingestanzte Teile ausgebildet. Trotzdem ist es fertigungstechnisch schwierig, die Maximaltoleranz oder das Spiel auf einen Wert kleiner als 0,4 mm zu bringen. Die Verringerung der Maximaltoleranz von 0,4 mm auf 0,07 mm erfolgt durch die Scheibenanordnung 7.
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Die Scheibenanordnung 7 ist in ihrer axialen Dicke einstellbar ausgebildet. So kann die Scheibenanordnung 7 in die Schaltanordnung 1 mit einer minimalen Dicke eingesetzt werden und nachfolgend in der axialen Dicke vergrößert werden, bis die Maximaltoleranz oder das Spiel unterhalb der geforderten Grenze liegt. Wie sich aus den späteren Figuren noch ergibt, weist die Scheibenanordnung eine Durchgangsöffnung 17 auf, durch die der Bolzenabschnitt 6 geführt ist, sodass die Scheibenanordnung 7 unverlierbar in der Schaltanordnung 1 gehalten ist.
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Die 2 zeigt eine schematische dreidimensionale Darstellung der Scheibenanordnung 7. Die Scheibenanordnung 7 besteht aus zwei Scheibenkörpern 8a, b, welche als Gleichteile aus Kunststoff ausgebildet sind. Die Scheibenkörper 8a, b weisen jeweils einen Scheibengrundkörper 9a, b auf, welcher jeweils als ein Kreisring ausgebildet ist. Die Durchgangsöffnung 17 bildet den Mittelteil des Kreisrings. Die zueinander gewandten axialen Stirnseiten bilden Anlagestirnseiten 10a, b (vgl. 3a, 4a), welche in Umlaufrichtung verlaufende Rampenabschnitte I, II, III, IV aufweisen. Die Anlagestirnseiten 10a, b liegen kontaktierend und/oder flächig aufeinander. Jede der Scheibenkörper 8a, b weist einen Verzahnungsabschnitt 11a, b und eine Rasteinrichtung 12a, b auf. Die Verzahnungsabschnitte 11a, b sind am radialen Außenrand der Scheibengrundkörper 9a, b eingebracht und erstrecken sich entlang eines Kreisbogenabschnitts, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogenabschnitts mittig in der Durchgangsöffnung 17 liegt.
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Die Rasteinrichtungen 12a, b weisen jeweils ein Rastorgan 13a, b auf, welches als eine radial nach innen gerichtete Rastnase ausgebildet ist. Die Rastorgane 13a, b sind so angeordnet, dass diese in einem Rastzustand in den Verzahnungsabschnitt 11a, b des jeweils anderen Scheibenkörpers 8a,b eingreifen. So greift das Rastorgan 13a des ersten Scheibenkörpers 8a in den Verzahnungsabschnitt 11b des zweiten Scheibenkörpers 8b ein. Dagegen greift das Rastorgan 13b des zweiten Scheibenkörpers 8b in den Verzahnungsabschnitt 11a des ersten Scheibenkörpers 8a ein.
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Die Rasteinrichtungen 12a,b weisen jeweils ein Betätigungsorgan 14a, b auf, welches in diesem Ausführungsbeispiel als eine in axialer Richtung verlaufende Lasche oder Steg ausgebildet ist. Das Betätigungsorgan 14a und das Rastorgan 13a sitzen auf einem gemeinsamen L-förmigen Hebel 15a. In gleicher Weise sitzen Betätigungsorgan 14b und Rastorgan 13b auf einem gemeinsamen L-förmigen Hebel 15b. Die Hebel 15a, b sind an ihrem Eckpunkt als Schenkpunkt mit dem Scheibengrundkörper 9a bzw. 9b verbunden, sodass durch eine Betätigung des Betätigungsorgans 14a, b das Rastorgan 13a, b in radialer Richtung heraus geschwenkt werden kann. Durch das radiale Herausschwenken des Rastorgans 13a, b wird der Verzahnungsabschnitt 11a, b freigegeben, sodass die Rasteinrichtungen 12a, b von dem Rastzustand in den Freigabezustand überführt werden und die formschlüssige Sicherung aufgehoben ist.
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Die Anlagestirnseiten 10a, b sind so ausgestaltet, dass sich bei einer Relativverdrehung der Scheibenkörper 8a, b die axiale Dicke der Scheibenanordnung 7 ändert. Durch das Zusammenspiel der Rasteinrichtungen 12a, b, insbesondere der Rastorgane 13a, b mit den Verzahnungsabschnitten 11a, b wird erreicht, dass eine eingestellte axiale Dicke gesichert ist.
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Die Rastorgane 13a, b sind in axialer Draufsicht auf die Scheibenanordnung 7 voneinander abgewandt angeordnet, wohingegen der Schwenkpunkt des Hebels 15a, b zwischen den Rastorganen 13a, b angeordnet sind. Zwischen den Betätigungsorganen 14a, b ergibt sich ein Zwischenwinkel alpha, über den die axiale Dicke der Scheibenanordnung eingestellt werden kann. Es ist vorgesehen, dass bei einer Verringerung des Zwischenwinkels alpha die axiale Dicke erhöht und bei einer Vergrößerung des Zwischenwinkels alpha die axiale Dicke verkleinert wird. In der 2 ist die Scheibenanordnung in der Einstellung mit einer minimalen Dicke gezeigt, wobei die Rastorgane 13a, b an dem jeweils in Umlaufrichtung in Bezug auf den Zwischenwinkel alpha am weitesten außen liegenden Zahn der Verzahnungsabschnitte 11a, b eingreifen.
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Für eine Relativverdrehung der Scheibenkörper 8a, b zueinander können die Betätigungsorgane 14a, b beispielsweise manuell mit Daumen und Finger einer Hand gegriffen werden und zusammengeführt werden. Alternativ hierzu kann auch eine gefederte und/oder kalibrierte Zange verwendet werden, um die Zufahrbewegung der Betätigungsorgane 14a, b mit einer definierten Einstellkraft vorzunehmen.
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Bei der Betätigung der Betätigungsorgane 14a, b werden zum einen die Scheibenkörper 8a, b relativ zueinander verdreht, sodass der Zwischenwinkel alpha verringert wird. Zudem wird durch die weiter außen liegenden Rastorgane 13a, b erreicht, dass mit einer Kraftbeaufschlagung der Betätigungsorgane 14a, b die Rastorgane 13a, b aus den Verzahnungsabschnitten 11a, b gehoben oder heraus geschwenkt werden, sodass die Rasteinrichtungen 12a, b von dem Rastzustand in den Freigabezustand überführt werden und die Relativverdrehung ermöglicht wird. Die Betätigungsrichtung in Umlaufrichtung, die zu einer Freigabe führt, wird auch als Freigaberichtung bezeichnet. Im Vergleich dazu wird durch eine Betätigung der Betätigungsorgane 14a, b in Gegenrichtung, die zu einer Vergrößerung des Zwischenwinkels alpha und damit zu einer Verkleinerung der axialen Dicke der Scheibenanordnung 7 führen würde, in einer Sperrrichtung durchgeführt. Durch die Betätigung der Betätigungsorgane 14a, b in Gegenrichtung werden die Rastorgane 13a, b noch tiefer in den Verzahnungsabschnitt 11a, b hineingedrückt.
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Die Zahnzwischenräume zwischen den Zähnen der Verzahnungsabschnitte 11a, b sind so ausgebildet, dass diese in der einen Richtung als eine Rampe realisiert sind, die ein Herausheben des Rastorgans 13a, b aus dem Verzahnungsabschnitt 11a, b unterstützt und in der Gegenrichtung als eine Wand ausgebildet ist, die ein Herausheben des Rastorgans 13a, b aus dem Verzahnungsabschnitt 11a, b formschlüssig sperrt. Nachdem die Begriffe der Sperrrichtung und der Freigaberichtung jeweils einem der Scheibenkörper 8a, b zugeordnet sind, ist die Rampe in Sperrrichtung und die Wand in der Freigaberichtung angeordnet.
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Bei dem praktischen Einsatz der Scheibenanordnung 7 kann somit nach dem Einsetzen der Scheibenanordnung 7 in die Schaltanordnung 1 durch ein einfaches manuelles oder zangengestütztes Zusammenfahren der Betätigungsorgane 14a, b das gewünschte Spiel eingestellt werden. Durch die Doppelfunktion der Betätigungsorgane 14a, b (Verdrehen und Entriegeln/Entsperren) in Zusammenwirkung mit der Rasteinrichtung 12a, b wird zudem erreicht, dass die Scheibenanordnung 7 nicht unter Vorspannung eingebaut werden kann, sondern maximal mit einem Spiel, welches größer als 0 und zugleich kleiner als ein Inkrement der Scheibenanordnung 7 ausgebildet ist. Das Inkrement ist durch die Raststellungen der Rastorgane 13a, b in den Verzahnungsabschnitten 11a, b und damit durch den Abstand der Zähne der Verzahnungsabschnitte 11a, b festgelegt.
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Die Rasteinrichtungen 12a, b, insbesondere die Betätigungsorgane 14a, b sind in dem in der 2 gezeigten Zustand der minimalen axialen Dicke mit einem Zwischenwinkel alpha von ca. 90 Grad voneinander beabstandet. Beide Scheibenkörper 8a, b tragen eine mechanische Indexmarke 16a, b, welche als ein radialer Fortsatz mit Löchern ausgebildet ist, wobei die Indexmarken 16a, b in dem gezeigten Zustand deckungsgleich zueinander angeordnet sind.
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Die 3a zeigt die Scheibenanordnung 7 in einem aufgeklappten, jedoch zueinander justierten Zustand, wobei in der 3a der Zustand der minimalen axialen Dicke der Scheibenanordnung 7 wie in der 2 dargestellt ist. Die Anlagenstirnseiten 10a, b weisen jeweils vier Rampenabschnitte I, II, III, IV auf, die sich in Umlaufrichtung gemäß dem eingezeichneten Hilfskreis 18a, b erstrecken. Die Rampenabschnitte erstrecken sich jeweils über 90°. Jeder der Rampenabschnitte I, II, III, IV weist eine monotone, insbesondere streng monotone Steigung in dem Höhenverlauf in axialer Richtung auf. Mit Bezug auf den Scheibenkörper 8a erstrecken sich die Rampenabschnitte I, II, III, IV gegen den Uhrzeigersinn wie folgt:
I: P1-P2-P3
II: P3-P2-P1
III: P1-P2-P3
IV: P3-P2-P1,
wobei für eine Höhe h in axialer Richtung für die Punkte P1, P2, P3 die Relation h(P1) < h(P2) < h(P3) gilt.
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Mit Bezug auf den Scheibenkörper 8b erstrecken sich die Rampenabschnitte I, II, III,
IV gegen den Uhrzeigersinn wie folgt:
I: P1'-P2'-P3'
II: P3'-P2'-P1'
III: P1'-P2'-P3'
IV: P3'-P2'-P1',
wobei für eine Höhe h in axialer Richtung für die Punkte P1', P2', P3' die Relation h(P1') < h(P2') < h(P3') gilt.
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Die 3b zeigt die Scheibenanordnung 1 in dem Zustand der kleinsten axialen Dicke, wobei der Zwischenwinkel alpha 90° beträgt und die folgenden Punkte der Rampenabschnitte I, II, III, IV in axialer Projektion deckungsgleich angeordnet sind:
P2-P2'
P1-P3'
P3-P1'
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Geht man von einer beispielhaften Höhe h in den Punkten wie folgt aus:
h(P1) = h(P1') = –0,15 mm
h(P2) = h(P2') = 0 mm
h(P3) = h(P3') = +0,15 mm,
so ergibt sich für die Gesamthöhe der Rampenabschnitte in den Punkten:
P2-P2' Gesamthöhe: 0 mm
P1-P3' Gesamthöhe: 0 mm
P3-P1' Gesamthöhe: 0 mm.
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In der 4a ist in gleicher Darstellung wie in der 3a die Scheibenanordnung 7 im Zustand der größten axialen Dicke gezeigt. Wie sich aus der 4b ergibt ist der Zwischenwinkel alpha 0°. Durch die Relativverdrehung haben sich neue Paarungen der Punkte ergeben, so dass eine andere Gesamthöhe gebildet ist:
P1-P1' Gesamthöhe: –0,3 mm
P2-P2' Gesamthöhe: 0 mm
P3-P3' Gesamthöhe: +0,3 mm
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Somit liegen die Anlagestirnseiten 10a, b nur noch in den Teilbereichen der Punkte P3, P3' gegenseitig auf. Gegenüber dem Zustand in den 2, 3a, 3b hat sich die axiale Dicke der Scheibenanordnung 7 um 0,3 mm erhöht. Somit kann durch eine Relativverdrehung der Scheibenkörper 8a, b die axiale Dicke der Scheibenanordnung 7 eingestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltanordnung
- 2
- Grundkörper
- 3a, b
- Anlagewände
- 4a, b
- Schaltgabeln
- 5
- Stapel
- 6
- Bolzenabschnitt
- 7
- Scheibenanordnung
- 8a, b
- Scheibenkörper
- 10a, b
- Anlagenstirnseiten
- 11a, b
- Verzahnungsabschnitte
- 12a, b
- Rasteinrichtungen
- 13a, b
- Rastorgane
- 14a, b
- Betätigungsorgane
- 15a, b
- Hebel
- 16a, b
- Indexmarken
- 17
- Durchgangsöffnung
- 18a, b
- Hilfskreise
- I, II, III, IV
- Rampenabschnitte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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